Инфракрасный пирометр для жидкой стали заводы

Когда речь заходит об измерении температуры жидкой стали, многие сразу представляют себе классические термопары — но в реальности на современных заводах всё чаще сталкиваешься с инфракрасными пирометрами. Правда, не все понимают, где именно их стоит ставить, а где проще отказаться. Вот, например, в конвертерных цехах — там вечная проблема с брызгами шлака, которые могут убить оптику за пару смен. Приходится искать компромиссы между точностью и живучестью оборудования.

Особенности выбора пирометров для жидкой стали

Если брать наш опыт, то для начала надо определиться с длиной волны. Для жидкой стали обычно используют диапазон 0,8–1,1 мкм, но тут есть нюанс: если в расплаве много примесей, показания могут 'плыть'. Один раз на МНЛЗ ставили пирометр с неподходящим спектром — в итоге перегрели металл на 20 градусов, получили брак в целой партии слитков. Пришлось срочно менять настройки и дорабатывать систему охлаждения оптики.

Кстати, про охлаждение — без принудительного обдува или водяной рубашки в сталелитейном цехе прибор не проживет и часа. Особенно рядом с разливочными ковшами, где температура окружающей среды подскакивает до 80–100°C. Мы тестировали разные варианты, включая модели с азотной продувкой, но для большинства задач хватает комбинированного воздушно-водяного охлаждения. Главное — не экономить на этом узле.

Еще часто забывают про влияние дыма и пара. В условиях кислородно-конвертерного производства пирометр может временно 'слепнуть' из-за плотной завесы — тут либо ставить несколько датчиков в разных точках, либо использовать систему с автоматической коррекцией помех. Например, на одном из заводов в Челябинске решили эту проблему за счет монтажа пирометров под углом к потоку металла.

Практические кейсы внедрения

В прошлом году мы работали с электропечью на 150 тонн — там стояла старая система измерения с термопарами, которые постоянно выходили из строя из-за агрессивной среды. Перешли на инфракрасный пирометр с защитным кожухом, но сначала не учли вибрацию от механизма наклона печи. Прибор выдавал погрешность до 15°C, пока не добавили демпфирующие прокладки.

На разливочном пролете МНЛЗ тоже есть свои тонкости. Там важно измерять температуру не только в промежуточном ковше, но и в кристаллизаторе — но во втором случае мешает колебание мениска. Пришлось настраивать пирометр с функцией усреднения показаний за 3–5 секунд. Кстати, именно для таких задач хорошо подходят модели от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — у них встроенные алгоритмы компенсации помех от поверхности металла.

А вот в агломерационном производстве инфракрасные пирометры показали себя нестабильно — из-за высокой запыленности и постоянных выбросов мелкодисперсной руды. Приборы требовали чистки оптики каждые 4 часа, что неприемлемо для непрерывного цикла. В итоге вернулись к контактным методам на этом участке.

Типичные ошибки при монтаже и эксплуатации

Самая частая проблема — неправильный выбор места установки. Как-то раз на новом заводе смонтировали пирометр прямо над лотком для шлака — через неделю оптику залило брызгами. Прибор, естественно, вышел из строя. Теперь всегда рекомендуем делать выносные монтажные платформы с защитными экранами.

Еще бывает, что не учитывают тепловое расширение конструкций. Один датчик, установленный зимой, к лету сместился на 2–3 мм из-за деформации несущей балки — и стал 'бить' мимо контрольной точки. Пришлось вводить сезонную корректировку положения.

Не менее важный момент — калибровка. Многие пытаются использовать эталонные источники прямо в цеху, но при температуре 40–50°C и вибрации это бессмысленно. Мы всегда калибруем пирометры в лабораторных условиях, а на производстве только проверяем по контрольным точкам.

Перспективы развития технологии

Сейчас появляются многодиапазонные пирометры, которые могут одновременно работать в нескольких спектральных диапазонах. Это особенно актуально для измерения температуры стали с высоким содержанием легирующих добавок — например, нержавеющих марок, где традиционные методы дают большую погрешность.

Интересное направление — совмещение пирометрии с системами технического зрения. На экспериментальном участке одного из комбинатов уже тестируют комплекс, который не только измеряет температуру, но и анализирует состояние поверхности расплава. Правда, пока это дорого и требует сложной настройки.

Что касается будущего, то думаю, основное развитие пойдет в сторону интеграции с системами ИИ для прогнозирования температурного режима. Но для жидкой стали это пока сложно — слишком много переменных факторов влияют на точность измерений.

Советы по обслуживанию и ремонту

Регулярная очистка оптики — обязательная процедура, но не все знают, что для этого нужны специальные растворы. Обычный спирт может оставить разводы, которые исказят показания. Мы используем безворсовые салфетки и очистители на основе изопропанола.

При замене пирометров важно проверять совместимость выходных сигналов со существующей АСУ ТП. Как-то раз поставили современный прибор с цифровым выходом, а старая система могла принимать только аналоговый сигнал 4–20 мА. Пришлось докупать преобразователь.

Для продления срока службы рекомендуем раз в полгода проводить полную диагностику — проверять не только оптику, но и блоки питания, системы охлаждения, целостность кабелей. Особенно в условиях вибрации от работы кранового оборудования.

Заключительные мысли

В целом, инфракрасные пирометры для жидкой стали — это не панацея, а инструмент, который нужно грамотно подбирать под конкретные условия. Где-то они работают идеально, а где-то проще использовать проверенные временем термопары. Главное — не слепо следовать трендам, а учитывать реальные производственные процессы.

Кстати, если говорить о надежности, то оборудование от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' показало себя достаточно стабильно в условиях непрерывного измерения температуры с использованием инфракрасного излучения — у них хорошо продумана защита от промышленных помех.

В любом случае, перед внедрением таких систем стоит провести тестовые замеры в разных режимах работы — только так можно понять, подойдет ли конкретный пирометр для вашего производства. И не забывайте про обучение персонала — даже самый совершенный прибор может стать бесполезным в руках неподготовленного оператора.